Международная группа ученых из Южно-Уральского государственного университета (ЮУрГУ, Челябинск), Уральского федерального университета и Национальной академии наук Беларуси разработала высокоэффективный композит, предназначенный для комбинированной электромагнитной и механической защиты, и детально изучила его характеристики.

Статью об этом исследователи опубликовали в авторитетном журнале Ceramics International (Великобритания).

Материал, разработанный в стенах ЮУрГУ, выполнен из высокоэластичного и упругого синтетического полимера полиуретана, армированного зернами корунда — кристаллического оксида алюминия.

Как отмечает руководитель исследовательского коллектива, старший научный сотрудник кафедры «Конструирование и производство радиоаппаратуры» ЮУрГУ Денис Клыгач, полиуретан обеспечивает гибкость полученного материала, а корунд — его прочность. Немаловажно и то, что и полиуретан, и корунд доступны и недороги. Кроме того, корунд обладает способностью уменьшать амплитуду электромагнитных волн, другими словами — гасить электромагнитное излучение. Эта особенность определила направления практического применения созданного композита.

«Как известно, работающие электроприборы создают электромагнитное поле, которое в свою очередь влияет на другие подобные приборы. В этом случае возникают так называемые электромагнитные наводки, шумы и, как следствие, помехи. Наш композит обеспечивает уменьшение амплитуды электромагнитной волны более чем в 10 раз. Он развязывает электромагнитное взаимодействие между приборами и таким образом устраняет и предотвращает наводки и помехи, одновременно обеспечивая механическую защиту приборов от падений и ударов, что подтверждено испытаниями ударными нагрузками на специализированном стенде», — объясняет Денис Клыгач.

Созданный в ЮУрГУ композит применим для ослабления влияния электромагнитного излучения на организм, для улучшения характеристик радиотехнических устройств, в том числе относящихся к сотовой связи. Измерения показали, что коэффициент отражения электромагнитных волн у полученного композита стабилен в широком диапазоне частот, от 1 до 12 ГГц, и составляет −15 дБ. Это означает, что материал пригоден для использования в разных стандартах сотовой связи, включая наиболее современные 4G и 5G.

Изучение ключевых электродинамических характеристик полимера — диэлектрической проницаемости, коэффициентов отражения и передачи электромагнитных волн — проходило в лаборатории электромагнитной совместимости УрФУ.

«Наша лаборатория оснащена самым передовым оборудованием и использует уникальные методики. Это позволяет нам проводить измерения на уровне высочайших мировых стандартов. Благодаря этому, а также многолетнему сотрудничеству наших университетов мы способны совместно представить не просто модели и гипотезы, а экспериментально подтвержденное, точное знание свойств создаваемых материалов», — комментирует заведующий лабораторией электромагнитной совместимости УрФУ Николай Князев.

Отметим, часть работ в рамках проекта по разработке композита на основе полиуретана и корунда поддержана Российским научным фондом. А само направление исследований — в числе приоритетов Уральского межрегионального научно-образовательного центра мирового уровня «Передовые производственные технологии и материалы», который в настоящее время создается объединенными усилиями УрФУ, ЮУрГУ, других региональных высших учебных заведений, Уральского отделения РАН и промышленных корпораций.